我們人類走過的最遠地方是月球,這距離地球僅僅只有38萬公里。假若算上探測器,人類現在走得最遠的探測器是旅行者1號,在連續飛行了43年後,現在已距離地球220公里以上了,已經在星際空間裡馳騁了,但太陽系的半徑足足有1光年,旅行者一號想要飛出去還需要數萬年。
古人云:不識廬山真面目,只緣身在此山中。那麼這裡就有一個問題了,既然我們從來沒有走出過銀河系,那麼身處銀河系的我們是如何得到銀河系的全景圖片的呢?1609年,義大利物理學家伽利略自行製造了一個望遠鏡,第二年,他利用這個望遠鏡發現了我們夜晚天空中出現的環帶是由一顆顆恆星彙集而成的星河。人們終於真正發現,這漫天的星辰,每一顆都是太陽。
1785年,英國天文學家赫歇爾在經過了大量的觀測計算後,利用恆星計數方法,第一次確認了銀河系為扁平狀圓盤的假說。這是人類第一次意識到自身所處星系的大概形狀,但是很遺憾,由於觀測裝置的限制,赫歇爾在計算太陽位置時出了錯誤。赫歇爾根據他的錯誤計算結果,認為太陽系在銀河系的盤面中心。1918年,天文學家沙普利通過研究球狀星團的空間分佈,建立了銀河系透鏡形模型。由此,赫歇爾的錯誤才被糾正,我們這時才知道,原來太陽並不是銀河系的中心,而是位於銀河系的邊緣偏僻地帶。從此,沙普利模型奠定了現代銀河系模型的基礎。
隨著天文觀測裝置的進一步發展,人類通過觀測河外星系發現,大多數河外星系都屬於漩渦狀結構。當然,也有部分學者認為我們發現的這些所謂的河外星系其實也是銀河系內的星系,並不一定具有代表性。1990年,人類歷史上最偉大的天文觀測裝置哈勃望遠鏡發射升空。通過哈勃望遠鏡,人類終於證實了,我們以往觀察到的仙女座大星雲並不屬於銀河系,這是一個獨立於銀河系的大星系。不僅如此,科學家們通過哈勃望遠鏡觀測到的資料在經過進一步的計算後,現在,銀河系是一個“盤狀漩渦結構星系”的結論已經深入人心了。隨著科技的持續進步,射電望遠鏡出現了,射電望遠鏡可以測量天體的射電波,高精度的射電望遠鏡甚至可以計算出天體射電的強度,頻譜已經偏振等物理量。靠著射電望遠鏡的出色效能,人類對宇宙的了解更加深刻了。
科學家們通過測定中性氫的21釐米電磁輻射,終於證實了我們的銀河系是存在數個懸臂的。從此,科學家們終於確定,我們的銀河系是一個有懸臂結構,呈盤狀的螺旋結構星系。再後來,紅外相機進入到天文領域,科學家們利用高精度的紅外相機拍攝到了銀河系中心的紅外成像圖。科學家們通過分析這些紅外成像圖發現,銀河系中心有著密集的恆星,而且呈現為一個上下凸起的盤狀結構。從1785年赫歇爾第一個提出銀河系模型,到1950年,銀河系的大概樣貌才被福斯和科學界普遍接受,人類的銀河系模型探索經歷了165年。雖然如此,可我們對銀河系的了解還十分片面,目前銀河系的大概面貌其實是靠著大量的觀測資料和精密的數學模型利用超級電腦構造出來的。
我們身處銀河系,我們沒有足夠的技術飛出銀河系去拍攝真實的圖片,這導致我們誰都無法知道真實的銀河系長相。我們現在對銀河系的認知都是基於間接觀測和計算得到的,或許這連銀河系的冰山一角都算不上!未來的任務任重而道遠,希望人類的科學不斷突破,希望有一天,我們人類能親手拍一張銀河系的全景圖片。